Сцинтилляционный позиционно-чувствительный детектор

 

1. СЦИНТИЛЛЯЦИОННЫЙ ПОЗЩИОИНб-ЧУВСТБЙТЕЛЬНЫЙ ДЕТЕКТОР, содерг щи1 коллиматор , протяженный сцинти., ляционный кристалл, матрицу фотоэлектронных умножителей, расположенных в ряд вдоль длины кристалла и сопряженных с одной из плоскостей , кристалла, входы которых соединены с системой обработки сигналов, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения пространственного разрешения путем распределения светового потока от сцинтилляции между фотокатодамй рядом стоящих ФЭУ независимо от положения сцинтилляции поперек кристаллов, протяженный / ... . Предлагаемое изобретение относится к приборам для регистрации Г .ионизирующих излучений. В основно :; оно может быть использовано в медицинской радиодиагностической аппаратуре , где наряду с приемлемым позиционным разрешением должны быть достигнуты такие параметры как Высцинтилляциоиный кpиcтajш выполнен , таким образом чтобы его боковые по-: верхности вдоль длины кристалл представляют собой плоскости, d по-; верхность кристалла, противополояс ная сопряженной с фотокатодамй ФЭУ, имеет цилиндрическую форму, -причем поперек цилиндрической поверхности кристалла под центрами ФЭУ выполнены проточки 2. Детектор по п.1, отличающийся тем, -что профиль протечек сечении, проходящем через : ось вращения образующей цилиндрической поверхности кристалла, имеет ввд, соответствующий выражению с 9 п 2SX, + Cos 77) Q(l (Л где диаметр колбы ФЭУ; , X - расстояние от центра ФЭУ; Q - параметр глубины профилирования , зависящий от вы . соты кристалла; Z - глубина профилирования от ю образующей, а ширина кристалла не больше d, где d диаметр фотокатода .ФЭУ. о со ел сокая y.cTBHTe ibHoCTb и возможность получения изображения больдих участjs ,OB тела. елрвека. Э этой .аппаратуре практически достижимое позиционное разрешение ограничено физиологически-ми процессами жизнедеятельности человеческого организма (например, дыха- i ние), -приводящими к изменению про

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК Д1) G О) Т 1/202

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ где Й—.хе —.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ пО H306pETEHHRM и ОтнРмтиям

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 37) 9726/24-25 (22) 05. 04 . 84 (46) 30.11.90. Вюл. У 44 (72) В.С.Федоровский, С;Н.Федорченко и А..Л.Ерофеев (53) 621.387;464 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 215343, кл.. G 01 Т 18/02, 1968.

Патент США Ф 3.978.336, 1 кл. 250/366 опублик. 1976. (54) (57) 1. СЦИНТИЛЛЯЦИОННЫИ ПОЗИЦИОН- ., НО-ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ДЕТЕКТОР, содерт: щий коллиматор, протяженный сцинти....-. ляционный кристалл, матрицу фотоэлектронных умножителей, расположенных в ряд вдоль длины кристалла и сопряженных с одной из плоскостей кристалла, входы которых соединены с системой обработки сигналов, о т л и ч а ю шийся тем, что, с .целью повышения пространственного разрешения путем распределения светового потока от сцинтилляции между фотокатодами рядом стоящих ФЭУ. независимо от положения сцинтилляции поперек кристаллов, протяженный

Предлагаемое изобретение относится к приборам для регистрации ионизирующих излучений. В основном,. оно может быть использовано в медицинской радиодиагностической аппаратуре, где наряду с приемлемым позиционным разрешением должны быть достигнуты такие параметры как вы„.,Я0„„1200 5 А 1

2 сцинтилляционный кристапл выполнен таким образом чтобы его боковые по-.: верхности вдоль длины кристалла;. представляют собой плоскости, а .по- верхность кристалла, противополож» ная сопряженной с фотокатодами .ФЭУ, имеет цилиндрическую форму, причем поперек цилиндрической поверхности кристалла под центрами ФЭУ выполнены проточки.

2. Детектор по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что профиль протечек сечении, проходящем через ось вращения образующей цилиндрической поверхности кристалла, имеет вид, соответствующий выражению

2их

Z Ц(1 + Cos,),, диаметр колбы ФЭУ; расстояние от центра ФЭУ; параметр глубины профилирования, зависящий от. высоты кристалла; глубина профилирования от образующей, а ширина крис.талла не больше d где d— диаметр фотокатода .ФЭУ, / сокая чувствительность и возможность получения изображения больщих участков тела. человека. В этой. аппаратуре практически достижимое позиционное разрешение ограничено физиологически» ми процессами жизнедеятельности чело веческого организма (например, дыхание), -приводящими к изменению про1200695 странственного положения исследуемых органов. Физические ограничения на. про с транс твенно е раз решение накладывает объемность исследуемых органов, приводящих к рассеянию в них гаммаквантов в зависимости позиционного разрешения от глубины нахождения радиоактивного источника, Цель изобретения — повышение пространственного разрешения путем распределения светового потока от сцинтилляции между фотокатодами рядом стоящих ФЭУ независимо от положения сцинтилляции поперек кристалла.

На фиг.1 приведена схема заявляемого детектора; на фиг,2 — зависимость, А (Х) при полуцилиндрической форме

0% кристалла; на фиг. 3 — зависимость

A» (Ê) для заявляемой формы кристал. ла; на фиг. 4 — пространственное раз- решение, соответствующее зависимостям

A„(X) фиг.2 и 3.

Сцинтилляционный позиционно-чувствительный детектор содержит длинный сцинтилляционный кристалл 1, световод 2, матрицу ФЭУ 3, коллиматор

4 и систему 5 обработки сигналов ФЭУ, На кристалле 1 выполнены проточки 6, а диаметр самого кристалла выбран из условия

Э = (1,3+1,6)d, где d — диаметр фотокатодов, используемых ФЭУ, причем периферийные участки кристалd ла на расстоянии — от оси симметрии полуцилиндра отсечены двумя плоскостями, перпендикулярными диаметральной плоскости.

В случае использования тонких кристаллов цилиндрическая поверхность вырождается в плоскость, Регистрация излучения заявляемым детектором происходит следующим образом, Гамма-к в ан ты, попадающие в к ристалл, вызывают сцинтилляции.Фотоны света распространяются изотропно.

Часть фотонов, попадающая в телесный угол данного ФЭУ, попадает на фото1р катод непосредственно, другая часть отражается однократно или многократно и вновь попадает на фотокатоды

ФЭУ.

В случае, если периферийная об15 ласть не отсечена, сцинтилляция в периферийной области .кристалла не могла бы быть зарегистрирована непосредственно, так как фотонМ попадают на фотокатод под углом большим угла

20 полного внутреннего отражения составляющего величину порядка {К = 57 поэтому фотоны из периферийной области регистрируются ФЭУ после многократных отражений, что увеличивает

25 долю светового потока, не зависящую

:от координаты Х, т.е. В, . С другой стороны наличие проточек в форме

2пх

:Е = Q(1 + cos ) позволяет кон1Г

30 центрировать световой поток только на двух близлежащих ФЭУ. Амплитуды

ФЭУ обрабатываются в системе обработки и координата сцинтилляции поступает на устройство отображения.

Зависимости пространственного разрешения, приведенные на фиг.4, показывают что для кристалла полуцилиндрической формы беэ профилирования .пространственное разрешение более

40;10 мм, рогда как для предлагаемого кристалла полуцилиндрической формы

2йх с проточками Е = Q(l + cos †-) под

dt центрами ФЭУ пространственное раэре45;шение менее 5 мм.

i 200695

Фиг. 1 1 Ф

Ржлкжие редактор О,Филиппова Техред М.Дидык Корректор Т„Малец

Заказ 4341 Тираж 357 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета йо изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101